Лабораторная работа 2

Исследование режимов работы

электрической цепи

1 Цель работы:

1.1 Снять внешние характеристики источника напряжения.

2 Литература:

2.1 Лоторейчук Е.А. Теоретические основы электротехники: учебник. - М.: Форум, 2009.

2.2 Дмитриев В.Н. Основы теории цепей. Конспект лекций: учебное пособие для вузов / В.Н. Дмитриев, М.М. Зелинский. - Астрахань: изд-во АГТУ, 2008.

3 Подготовка к работе:

3.1 Ознакомиться с методическими указаниями к лабораторной работе.

3.2 Приготовить бланк отчета.

3.3 Ответить на контрольные вопросы.

4 Основное оборудование:

4.1 Компьютер, программа.

5 Задание:

5.1 Исследовать зависимость мощностей, напряжений на зажимах источника, КПД от сопротивления внешней цепи при постоянных значениях ЭДС и внутреннего сопротивления источника.

При подготовке к выполнению лабораторной работы студенты должны повторить правила работы на компьютере, особенности программы Electronics Workbench и теоретический материал соответствующий данной работе. Подготовить бланк отчета.

В данной работе необходимо исследовать характеристики источника напряжения.

Для выполнения работы запустить программу WB, раскрыть папку " Лаб работы WB", раскрыть папку " Лаб работы по электротехнике", открыть файл " n 2 исследование режимов работы электрической цепи" на экране монитора появится схема для исследований (Рисунок 2.1). Данная схема после включения работает непрерывно, без автоматических пауз.

Ознакомиться со схемой (все переключатели S1-S10 в исходном состоянии должны быть разомкнуты), измерительными приборами и сообщить преподавателю о готовности к проведению исследований.

Рисунок 2.1 - Исследование источника напряжения

Источником напряжения является V1(5В, 2кГц) с внутренним сопротивлением Ri/R1=320 Ом. Вольтметр М1 показывает ЭДС (Е) источника, а М2 напряжение (U, U3) на нагрузке Rм (магазин сопротивлений R2-R10).

6 Порядок выполнения работы:

6.1 Запустить процесс моделирования (нажать значок I на кнопке " Пуск"):

6.1.1 Измерить напряжение (М2) на холостом ходу (R= ∞), когда все переключатели разомкнуты.

6.1.2 Записывать показания М2 поочередно подключая сопротивления начиная с R2 (S2 замкнуть) обязательно отключая предыдущий (не допускается параллельное соединение сопротивлений):

- последним замыкается S1 (клавиша " пробел"), режим короткого замыкания;

- заполнить таблицу;

- выключить схему (нажать значок O на кнопке " Пуск");

- вернуть схему в исходное состояние (положение переключателей и измерительных приборов).

Выход из программы после завершения моделирования осуществляется стандартным путем Windows (кнопка - крестик в правом верхнем углу экрана).

ВНИМАНИЕ: на запрос системы о необходимости сохранения изменений в схеме ответить " Нет "!

6.2 Начните заполнять таблицу с того, что в схеме установите R=∞. Измерьте напряжение U_хх, которое будет равно Е.

6.3 Изменяя сопротивление потребителя, найдите такое значение сопротивления R, при котором напряжение на приёмнике уменьшится в два раза по сравнению с ЭДС=U_хх. Это означает, что в цепи осуществлён согласованный режим, при котором сопротивление приёмника равно внутреннему сопротивлению генератора. Значение внутреннего сопротивления занести в таблицу 2.1 (R_i=320 Ом).

6.4 Устанавливать в схеме сопротивление потребителя в соответствии с заданием в таблице 2.1. Показания вольтметра (М2) занести в таблицу 2.1.

Таблица 2.1

7 Содержание отчета:

7.1 Номер работы и ее название.

7.2 Цель работы.

7.3 Электрическая схема (Рисунок 2.1).

7.4 Таблица 2.1 с результатами экспериментов и расчетов.

7.5 Графики: U(R); P(R); P1(R); P_i(R); η (R).

7.6 Ответы на контрольные вопросы.

8 Контрольные вопросы:

8.1 Как экспериментально определить ЭДС источника напряжения? Требования к входному сопротивлению вольтметра.

8.2 Как при помощи вольтметра и магазина сопротивлений определить внутренне сопротивление источника?

8.3 Чему равно напряжение на зажимах источника в режиме ХХ? Как обеспечить этот режим?

8.4 Зависит ли напряжение на зажимах источника электрической энергии от сопротивления внешнего участка цепи?

8.5 Чему равно напряжение при режиме КЗ? Почему ток КЗ достигает больших величин? Каким источником опасно КЗ?

8.6 Каков КПД в электрической цепи при согласованном режиме?

8.7 Изменится ли ток в цепи и напряжение на зажимах генератора при КЗ одного резистора при их последовательном включении?

Рисунок 2.2